CN105927408A - 用于内燃机的控制装置和控制方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及用于内燃机的控制装置和控制方法。该控制装置包括ECU。该ECU被配置成：计算归一化进气压力；基于归一化进气压力计算泵损转矩；计算第一值或者线性函数的值作为归一化进气压力，第一值是通过用大气压力除进气压力而获得的；基于归一化进气压力和关系数据计算输出值，该关系数据使归一化输出值与归一化进气压力相关联；该输出值是通过用大气压力除泵损转矩而获得的第二值、归一化泵损转矩、通过用大气压力除排气压力而获得的第三值、以及归一化排气压力中的一个；以及计算泵损转矩和排气压力中的一个。

Description

用于内燃机的控制装置和控制方法
技术领域
本公开涉及计算泵损转矩的用于内燃机的控制装置和控制方法。
背景技术
日本专利申请公布No.2000-064900(JP 2000-064900 A)公开了基于在排气冲程中由缸内压力传感器检测到的缸内压力的积分值和在吸气冲程中由缸内压力传感器检测到的缸内压力的积分值之间的差来估计泵损(泵损转矩)。
发明内容
在没有设置缸内压力传感器的情况下难于将前述装置应用于内燃机。还可以设想用进气压力传感器检测到的进气压力替换吸气冲程中的缸内压力，并且用检测排气通道中的压力的排气压力传感器的检测值替换排气冲程中的缸内压力。然而，在该情况下，需要进气压力传感器和排气压力传感器二者。本发明人已发现排气压力取决于大气压力和进气压力，并且已尝试基于大气压力和进气压力来计算泵损转矩。然而，当简单地使用大气压力和进气压力代替排气压力来计算泵损转矩时，调节至少使大气压力和进气压力与排气压力和泵损转矩相关联的数据。因此，用于调节的工时增加。
本公开提供了能够在抑制用于调节的工时增加的情况下根据进气压力和大气压力计算泵损转矩的用于内燃机的控制装置和控制方法。
本公开的一个示例方面提供了一种用于内燃机的控制装置，该内燃机包括进气通道、排气通道和致动器，该控制装置包括电子控制单元。该电子控制单元被配置成：向致动器输出命令信号并且控制内燃机的受控变量；获取进气通道中的进气压力；获取大气压力；计算归一化进气压力，归一化进气压力是通过利用大气压力对进气压力进行归一化而获得的压力；基于归一化进气压力计算内燃机的泵损转矩；计算第一值或者以第一值为独立变量的线性函数的值作为归一化进气压力，第一值是通过用大气压力除进气压力而获得的；存储关系数据，该关系数据是使利用大气压力进行归一化的输出值与归一化进气压力相关联的数据；基于归一化进气压力和关系数据计算输出值，该输出值是通过用大气压力除泵损转矩而获得的第二值、作为以第二值为独立变量的线性函数的值的归一化泵损转矩、通过用大气压力除作为排气通道中的压力的排气压力而获得的第三值、以及作为以第三值为独立变量的线性函数的值的归一化排气压力中的一个；以及计算基于归一化泵损转矩和大气压力的泵损转矩、以及基于归一化排气压力和大气压力的排气压力中的一个，排气压力用来基于相对于进气压力的压力差来计算泵损转矩。
根据前述配置，能够在抑制用于调节的工时增加的情况下根据进气压力和大气压力计算泵损转矩。在该控制装置中，利用大气压力进行归一化的输出值可以是归一化泵损转矩，电子控制单元可以被配置成基于归一化进气压力计算归一化泵损转矩，并且电子控制单元可以被配置成基于归一化泵损转矩和大气压力计算泵损转矩。
在前述配置中，关系数据使归一化泵损转矩与归一化进气压力相关联。因此，较之使归一化排气压力与归一化进气压力相关联的情况，由于没有执行根据排气压力计算泵损转矩的处理，因此可以使算术运算负担更小。
在该控制装置中，内燃机可以进一步配备有可变阀特性机构，该可变阀特性机构可以被配置成改变内燃机的进气阀的阀特性，除了归一化进气压力之外，关系数据还可以使进气阀的阀打开正时与归一化泵损转矩相关，关系数据使归一化泵损转矩关联，使得当阀打开正时在滞后侧时的归一化泵损转矩大于当阀打开正时在提前侧时的归一化泵损转矩，并且电子控制单元可以被配置成，除了归一化进气压力之外，还基于阀打开正时和关系数据来计算归一化泵损转矩。
在进气阀的阀打开正时滞后的情况下，当假设工作流体施加到活塞的功为正时，在活塞朝向下死点移位期间由进入空气施加到活塞的功减少。因此，在通过从在排气冲程中由活塞施加到工作流体的功中减去在吸气冲程中由工作流体施加到活塞的功而获得的值具有与泵损转矩相同的符号的情况下，在进气阀的阀打开正时滞后时，泵损转矩增加。在前述配置中，有鉴于此，根据进气阀的阀打开正时计算泵损转矩。因而，可以更准确地计算泵损转矩。
在该控制装置中，电子控制单元可以被配置成，当阀打开正时相对于活塞的上死点(TDC)的提前量等于或大于规定值时，计算与提前量等于规定值的情况相同的归一化泵损转矩的值，并且规定值可以是等于或大于零的值。
在进气阀的阀打开正时与上死点一致或者按特定程度相对于上死点提前的情况下，当活塞开始朝向下死点移位时，即便使阀打开正时进一步提前，进入空气施加到活塞的功量也不会改变。在前述配置中，有鉴于此，当进气阀的阀打开正时相对于活塞的上死点的提前量等于或大于规定值时，计算与提前量等于规定值的情况相同的归一化泵损转矩的值。
在该控制装置中，关系数据可以包括第一数据和第二数据，第一数据是当阀打开正时相对于活塞的上死点的提前量等于规定值时的数据，而第二数据是当阀打开正时最滞后时的数据，并且电子控制单元可以被配置成，当阀打开正时相对于活塞的上死点的提前量小于规定值时，通过对在第一数据和第二数据中的每个数据中利用大气压力进行了归一化的输出值进行内插算术运算，来计算利用大气压力进行归一化的输出值。
在阀打开正时相对于TDC滞后时，在假设由工作流体施加到活塞的功为正的情况下，由进入空气施加到活塞的功减少。因此，在通过从在排气冲程中由活塞施加到工作流体的功中减去在吸气冲程中由工作流体施加到活塞的功而获得的值具有与泵损转矩相同的符号的情况下，在阀打开正时相对于TDC滞后时，泵损转矩单调增加。在前述配置中，有鉴于此，通过根据两条数据中的每条数据执行输出值的内插算术运算来计算在前述提前量小于规定值的情况下的输出值。因此，在尽可能抑制数据量增加的情况下，能够适当地计算在阀打开正时滞后时单调增加的泵损转矩。
在该控制装置中，利用大气压力进行了归一化的输出值可以是归一化排气压力。电子控制单元可以被配置成基于归一化进气压力计算归一化排气压力。电子控制单元可以被配置成基于归一化排气压力和大气压力计算排气压力，并且电子控制单元可以被配置成基于排气压力和进气压力之间的压力差来计算泵损转矩。
泵损是在吸气冲程和排气冲程中由燃烧室中的气体施加到活塞的功。当通过进气压力和排气压力分别近似在吸气冲程中的燃烧室中的压力和在排气冲程中的燃烧室中的压力时，可以通过将排气压力和进气压力之间的压力差乘以活塞在其从上死点到下死点的移位期间推开的体积来获得泵损。另一方面，泵损转矩按常数倍数不同于泵损。因此，还可以基于排气压力和进气压力之间的压力差来计算泵损转矩。在前述配置中，有鉴于此，基于通过非归一化值计算处理单元计算的排气压力和所获取的进气压力之间的压力差来计算泵损转矩。
在该控制装置中，除了归一化进气压力之外，关系数据还可以使内燃机的旋转速度与输出值相关，并且电子控制单元可以被配置成，除了归一化进气压力之外，还基于旋转速度和关系数据来计算输出值。
利用大气压力进行归一化的输出值和归一化进气压力之间的关系取决于旋转速度。在前述配置中，有鉴于此，考虑旋转速率来计算利用大气压力进行归一化的输出值。在该控制装置中，除了归一化进气压力和阀打开正时之外，关系数据还可以使内燃机的旋转速度还与输出值相关，并且电子控制单元可以被配置成基于归一化进气压力、阀打开正时、旋转速度和关系数据来计算输出值。
利用大气压力进行归一化的输出值和归一化进气压力之间的关系取决于旋转速度。在前述配置中，有鉴于此，考虑旋转速率来计算利用大气压力进行归一化的输出值。在该控制装置中，电子控制单元可以被配置成计算内燃机的所需轴向转矩，电子控制单元可以被配置成基于使内燃机的摩擦转矩与所需轴向转矩相加的处理来计算内燃机的所需指示转矩，并且电子控制单元可以被配置成基于通过使泵损转矩与所需指示转矩相加而获得的值来设定内燃机的致动器的操作量。
在前述配置中，基于通过使泵损转矩与所需指示转矩相加而获得的值来设定内燃机的致动器的操作量，因此可以考虑泵损转矩来设定操作量。因此，可以高度准确地将内燃机的轴向转矩控制到所需的轴向转矩。
在该控制装置中，内燃机可以包括节流阀。电子控制单元可以被配置成存储空气量转换数据和进气压力转换数据，空气量转换数据使通过将泵损转矩与所需指示转矩相加而获得的值与目标空气量相关联，并且进气压力转换数据使目标空气量与进气压力相关联。电子控制单元可以被配置成使用空气量转换数据计算目标空气量并且随后使用所计算的目标空气量和进气压力转换数据来执行计算目标进气压力的处理，目标空气量是设定节流阀的开度的算术参数，获取进气压力的处理是获取目标进气压力的处理。
在前述配置中，与操作量计算处理单元在设定节流阀的操作量(开度)时利用的目标空气量对应的目标进气压力由进气压力获取处理单元获取。随后，归一化处理单元对目标进气压力进行归一化。因而，计算归一化进气压力。因此，在泵损转矩计算处理单元中，可以计算与通过操作量计算处理单元设定节流阀的开度的处理假设的进气压力对应的泵损转矩。
本公开的另一示例方面提供了一种用于内燃机的控制方法，该内燃机包括进气通道、排气通道和致动器，该控制方法包括：获取进气通道的进气压力；获取大气压力；计算归一化进气压力，该归一化进气压力是通过利用大气压力对进气压力进行归一化而获得的压力；基于归一化进气压力计算内燃机的泵损转矩；计算第一值或者以第一值为独立变量的线性函数的值作为归一化进气压力，第一值是通过用大气压力除进气压力而获得的；存储关系数据，关系数据是使利用大气压力进行归一化的输出值与归一化进气压力相关联的数据；基于归一化进气压力和关系数据计算输出值，输出值是通过用大气压力除泵损转矩而获得的第二值、作为以第二值为独立变量的线性函数的值的归一化泵损转矩、通过用大气压力除作为排气通道中的压力的排气压力而获得的第三值、以及作为以第三值为独立变量的线性函数的值的归一化排气压力中的一个；以及计算基于归一化泵损转矩和大气压力的泵损转矩、以及基于归一化排气压力和大气压力的排气压力中的一个，排气压力用来基于相对于进气压力的压力差计算泵损转矩。
附图说明
下文将参照附图描述示例实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相同的附图标记表示相同的元件，以及其中：
图1是包括根据第一实施例的用于内燃机的控制装置的内燃机系统的视图；
图2是示出根据第一实施例转矩需求控制的一部分的处理的框图；
图3是PV图；
图4表示示出进气压力和“排气压力-大气压力”之间的关系的测量数据；
图5表示示出进气压力的归一化值和“排气压力-大气压力”的归一化值之间的关系的测量数据；
图6是示出根据第一实施例的初步处理单元和泵损转矩计算处理单元的处理的框图；
图7是示出本公开的第一实施例的效果的视图；
图8是示出第一实施例的技术适当性的PV图；
图9是示出根据第二实施例的初步处理单元和泵损转矩计算处理单元的处理的框图；
图10是示出根据第二实施例的归一化值计算处理单元的处理过程的流程图；以及
图11是示出根据第三实施例的初步处理单元和泵损转矩计算处理单元的处理的框图。
具体实施方式
发明人已发现尽管“(排气压力)-(实际大气压力)”取决于实际大气压力和进气压力，但是通过用校正系数分别除“(排气压力)-(实际大气压力)”和进气压力而获得的值之间的对应关系可以被视为与实际大气压力无关，该校正系数是通过用预定大气压力(基准大气压力)除实际大气压力而获得的，假设预定大气压力是在位于海平面以上100m或更小的高度的地点的大气压力。因此，当生成使通过用校正系数除前述进气压力而获得的值与用校正系数除“(排气压力)-(实际大气压力)”而获得的值相关联的关系数据，而非生成使进气压力和实际大气压力与“(排气压力)-(实际大气压力)”相关联的关系数据时，可以减少用于调节的工时。
通过用校正系数除“(排气压力)-(实际大气压力)”而获得的值满足如下关系式。
(基准大气压力)·{(排气压力)-(实际大气压力)}/(实际大气压力)＝(基准大气压力)·(排气压力)/(实际大气压力)-(基准大气压力)
基准大气压力是固定值。因此，通过用校正系数除进气压力而获得的值和通过用校正系数除排气压力而获得的值之间的对应关系也可以被视为与实际大气压力无关。例如，在两个参数A和B之间的对应关系可以被视为与实际大气压力无关的情况下，假设a、b、c和d是常数(注意，a和b可以彼此不相等但是不为零)，则通过改变A和B的单位或者改变原点可以简单地获得“a·A+b”和“c·B+d”。因此显然“a·A+b”和“c·B+d”之间的对应关系也可以被视为与实际大气压力无关。
就是说，首先将考虑单位。例如，一对值，即通过用校正系数除进气压力而获得的值和通过用校正系数除排气压力而获得的值之间的对应关系，即使在针对每对值获得按“兆帕(MPa)”表示的测量结果时，仍可以被视为与实际大气压力无关，并且随后每对值被转换成按“巴(bar)”表示值。在该情况下，成对值自身被转换成通过使按“兆帕”表示的值乘以“10”而获得的值。通过同一记号，即使在每对值被替换为按“大气压(atm)”表示的值之间的关系时，成对值之间的对应关系可以被视为与实际大气压力无关。在该情况下，成对值自身被转换成通过使按“兆帕”表示的值乘以“9.869”而获得的值。根据前文显见，当A和B之间的对应关系可以被首先视为与实际大气压力无关时，通过使A和B乘以同一系数a而获得的值，即“a·A”和“a·B”之间的对应关系也可以被视为与实际大气压力无关。此外，在例如按“兆帕”表示的A和B之间的对应关系可以被视为与实际大气压力无关的情况下，即使在仅将B从按“兆帕”表示的值转换成按“大气压”等表示的值时，按“兆帕”表示的A和按“大气压”表示的B之间的对应关系也可以被视为与实际大气压力无关。因此，前述系数a和b可以彼此不相等。
截距b和d的改变对应于原点的改变。然而，当在前面的描述中提及“通过用校正系数除进气压力而获得的值和通过用校正系数除排气压力而获得的值之间的对应关系与实际大气压力无关”时已进行该改变。就是说，即使在截距b和d改变时，A和B之间的对应关系仍与实际大气压力无关。顺便提及，前面的描述等同于基准大气压力移动通过原点的物理量的定义。
因此，“使归一化排气压力与归一化进气压力相关联的数据”是允许根据归一化进气压力高度准确地计算归一化排气压力的数据。随后，可以根据能够从该数据计算的排气压力和进气压力之间的压力差来计算泵损转矩。
通过使“(排气压力)-(进气压力)”乘以活塞在其从上死点到下死点的移位期间推开的体积而获得的值等同于泵损，并且与泵损转矩成比例。因此，通过用实际大气压力除泵损转矩而获得的值与“{(排气压力)/(实际大气压力)}-{(进气压力)/(实际大气压力)}”成比例。如上文所述，“{(排气压力)/(实际大气压力)}”和“{(进气压力)/(实际大气压力)}”之间的对应关系可以被视为与实际大气压力无关。就是说，通过用实际大气压力除泵损转矩而获得的值和“{(进气压力)/(实际大气压力)}”之间的对应关系也可以被视为与实际大气压力无关。因此，通过改变用实际大气压力除泵损转矩而获得的值的单位或原点而获得的值和“{(进气压力)/(实际大气压力)}”之间的对应关系也可以被视为与实际大气压力无关。而且，通过改变用实际大气压力除泵损转矩而获得的值的单位或原点而获得的值和归一化进气压力之间的对应关系可以被视为与实际大气压力无关。因此，“使归一化泵损转矩与归一化进气压力相关联的数据”是允许根据归一化进气压力高度准确地计算归一化泵损转矩的数据。
下面将参照视图描述根据本公开的第一实施例的用于内燃机的控制装置。
如图1中所示，调整内燃机10的进气通道12的流动通道横截面积的节流阀14布置在进气通道12中。燃料喷射阀16设置在节流阀14下游。在操作进气阀18打开时，燃料喷射阀16喷射的燃料和从节流阀14的上游区域吸入的空气的混合物被吸入到由汽缸20和活塞22限定的燃烧室24中。火花塞26暴露于燃烧室24。吸入到燃烧室24中的混合物通过火花塞26释放的火花燃烧。通过活塞22的移位，通过燃烧生成的能量被转换成作为内燃机输出轴的曲轴28的旋转能量。车辆的驱动轮机械耦接到曲轴28。因此，曲轴28的动力被传送到驱动轮。
通过排气阀30的阀打开操作，在燃烧室24中燃烧的混合物作为排放气体被释放到排气通道32。根据凸轴40的旋转操作驱动前述进气阀18打开/关闭。用于进气阀18的凸轴40设置有可变阀正时机构42，其调整打开/关闭进气阀18的正时，即进气阀18的阀正时。曲轴28的旋转力从正时链条44传送到可变阀正时机构42。当曲轴28的旋转力被传送到凸轴40时，通过与凸轴40一体设置的凸轮43的旋转来驱动进气阀18打开/关闭。
可变阀正时机构42是改变相对于曲轴28的旋转角度的凸轴40的旋转角度的机构。可变阀正时机构42在固定阀的提升量和工作角度的情况下通过改变相对旋转角度来使阀正时可变。
增压器50设置在前述进气通道中的节流阀14的上游，并且设置在排气通道32中。电子控制单元(ECU)60是被设计成控制内燃机10的控制装置。ECU 60配备有非易失性存储器62，其是不论是否被供给电力都保持数据的存储器。ECU 60取得各个传感器的检测值，诸如大气压力传感器70检测到的大气压力Pa、曲柄角度传感器72检测到的曲轴28的旋转速度NE、冷却剂温度传感器74检测到的内燃机10的冷却剂温度THW、加速器传感器76检测到的加速器踏板的操作量ACCP等。随后，ECU 60基于这些检测值将命令信号MS1至MS4等输出到各个致动器，诸如节流阀14、燃料喷射阀16、火花塞26、可变阀正时机构42等，并且控制内燃机10的受控变量(转矩、空燃比等)。特别地，ECU 60基于加速器踏板的操作量ACCP计算作为内燃机10需要的轴向转矩的所需轴向转矩Trqa*，并且执行所谓的转矩需求控制，用于控制内燃机10的转矩，使得内燃机10的实际轴向转矩变得等于所需轴向转矩Trqa*。后面将详细描述转矩需求控制。
图2是ECU 60执行的转矩需求控制的一部分的框图。所需轴向转矩计算处理单元M10基于加速器踏板的操作量ACCP计算所需轴向转矩Trqa*。所计算的所需轴向转矩Trqa*是根据加速器踏板的操作量ACCP确定的用于驱动轮的转矩和用于诸如车辆空调等的交流发电机、压缩机的辅助设备的转矩(负载转矩)的和。因此，所需轴向转矩计算处理单元M10在计算所需轴向转矩Trqa*时考虑交流发电机和压缩机的操作量。
摩擦转矩计算处理单元M12基于冷却剂温度传感器74检测到的冷却剂温度THW计算内燃机10的活塞22和汽缸20之间的摩擦转矩。在加法处理单元M13中，通过使摩擦转矩与所需轴向转矩Trqa*相加来计算所需指示转矩Trgi*。
泵损转矩计算处理单元M20基于初步处理单元M20a的输出计算泵损转矩Pump，大气压力传感器70检测到的大气压力Pa、曲柄角度传感器72检测到的旋转速度NE和后面描述的目标进气压力Pm*被输入到初步处理单元M20a。
加法处理单元M14对所需指示转矩Trgi*和泵损转矩Pump求和。指示转矩和泵损转矩的和以下将被称为燃烧转矩。因此，加法处理单元M14计算并输出所需燃烧转矩Trqc*。
点火正时设定处理单元M15设定作为用于开始火花塞26的火花释放的正时的点火正时。点火正时设定处理单元M15通过各种类型的公知的控制，诸如爆震控制、催化剂加热控制等，来设定点火正时。
增加转矩计算处理单元M16通过用点火正时设定处理单元M15输出的效率值除所需燃烧转矩Trqc*来计算所需转矩Trq*。被输入所需转矩Trq*、旋转速度NE和目标空燃比A/F*的目标空气量设定处理单元M18计算作为吸入到燃烧室24的空气量的目标值的目标空气量KL0*。当实际点火正时是作为具有最大内燃机转矩生成效率的最大转矩的最小点火提前(MBT)时，目标空气量设定处理单元M18将在实现所需转矩Trq*时吸入到燃烧室24的空气量设定为目标空气量KL0*。这可以通过将作为空气量转换数据的映射存储到非易失性存储器62中来实现，该空气量转换数据使所需转矩Trq*、旋转速度NE和目标空燃比A/F*与吸入到燃烧室24的空气量相关联。该映射可以例如通过测量在点火正时被设定为MBT并且吸入到燃烧室24的空气量、空燃比和旋转速度NE分别被设定为各个值时的内燃机10的转矩来创建。这里提及的旋转速度NE是内燃机10的稳定操作状态下的值。该映射是分别确定输入变量的多个互不相同的值(离散值)的输出变量的值的数据的集合。
前述增加转矩计算处理单元M16被设置成考虑目标空气量设定处理单元M18在点火正时是MBT的前提下计算目标空气量KL0*。就是说，在增加转矩计算处理单元M16中校正所需燃烧转矩Trqc*，使得在点火正时设定处理单元M15设定的实际点火正时不是MBT时，可以由目标空气量设定处理单元M18计算用于实现所需燃烧转矩Trqc*的目标空气量KL0*。因此，所需转矩Trq*不是被实现为内燃机10的燃烧转矩的值，而是用于将内燃机10的燃烧转矩控制到所需燃烧转矩Trqc*的算术参数。
逆空气模型M30基于目标空气量KL0*、旋转速度NE和进气阀18的阀打开正时IVO，计算作为用于将内燃机10的轴向转矩控制到所需轴向转矩Trqa*的操作量的节流阀14的开度TA。接下来，将详细描述逆空气模型M30。
进气压力计算处理单元M31基于目标空气量KL0*、旋转速度NE和进气阀18的阀打开正时IVO来计算目标进气压力Pm0*。这可以通过将作为进气压力转换数据的映射预先存储到非易失性存储器62中来实现，该进气压力转换数据使吸入到燃烧室24的空气量、旋转速度NE和阀打开正时IVO与进气压力相关联。该映射可以例如通过测量在吸入到燃烧室24的空气量、旋转速度NE和阀打开正时IVO被设定为各个值时的进气压力而被预先创建。在映射中确定的进气压力是被消除压力脉动的影响的进气压力，并且对应于例如平均进气压力。
上限保护处理单元M32通过使目标进气压力Pm0*接受基于旋转速度NE和大气压力Pa的上限保护处理来计算目标进气压力Pm*。该处理是在目标进气压力Pm0*高于上限时将目标进气压力Pm*设定为上限的处理。根据旋转速度NE确定上限，因为进气压力能够采取的最大值取决于旋转速度NE。设定上限的处理可以通过如下方式实现：基于测量在将旋转速度NE设定为各个值并且在各个旋转速度NE将致动器的操作量设定为各个值时的进气压力的最大值所获得的测量结果创建映射或关系表述，并且将该映射或关系表述预先存储到非易失性存储器62中。该映射或关系表述包括彼此不同的大气压力Pa的各个测量结果。
空气量计算处理单元M33基于目标进气压力Pm*、旋转速度NE和阀打开正时IVO来计算目标空气量KL1*。这可以通过将使进气压力、旋转速度和阀打开正时IVO与吸入到燃烧室24的空气量相关联的映射预先存储在非易失性存储器62中来实现。该映射可以例如通过测量在进气压力、旋转速度和阀打开正时IVO被设定为各个值时的吸入到燃烧室24的空气量来预先创建。这里提到的进气压力是被消除压力脉动的影响的值，并且对应于例如平均值。旋转速度和阀打开正时是内燃机的稳定操作状态下的值。
空气流率计算处理单元M34计算作为目标空气量KL2*的、通过使目标空气量KL1*乘以旋转速度NE并且使该积除以流速系数Kv而获得的值，作为通过节流阀14的空气流率的目标值。这里应注意，考虑到每单位时间将空气吸入到燃烧室24的吸气冲程的达到次数随着旋转速度NE升高而增加，使目标空气量KL1*乘以旋转速度NE。由于通过节流阀14的空气的流率取决于跨越节流阀14的压力差并且跨越节流阀的该压力差波动，因此使该积除以流速系数Kv。流速系数Kv是用于使吸入到燃烧室24中的空气量等于目标空气量KL0*而不考虑因跨越节流阀的压力差导致的空气流率改变的算术参数，并且基于目标进气压力Pm*和大气压力Pa来设定。
大气压力校正处理单元M35通过基于大气压力校正系数Ka校正目标空气量KL2*来计算目标空气量KL*，作为通过节流阀14的空气流率的最终目标值。这里应注意，大气压力校正系数Ka是根据大气压力Pa可变地设定的参数。
开度设定处理单元M36基于目标空气量KL*计算节流阀14的开度TA。开度设定处理单元M36被配置成配备有确定在跨越节流阀14的压力差是基准压力差并且大气压力是预定压力时的节流阀14的开度TA和通过节流阀14的空气量之间的关系的映射。因此，当跨越节流阀14的压力差偏离基准值时等，输入到开度设定处理单元M36的目标空气量KL*不是实际通过节流阀14的空气量的目标值。目标空气量KL*是用于将节流阀14的开度TA设定为适当值的算术参数。
前述的所计算的开度TA是用于将吸入到燃烧室24的空气量控制为目标空气量KL0*的开环操作量。ECU 60通过向节流阀14传送命令信号MS1来调整节流阀14的开度，使得获得所计算的开度TA。
接下来，将详细描述前述初步处理单元M20a和前述泵损转矩计算处理单元M20的处理。图3是简单的PV图。图3中所示的体积Vc是在活塞22在上死点和下死点之间移位期间由活塞22推开的体积。区域T2的面积等同于泵损。在图3中，吸气冲程中的燃烧室24中的压力被近似为进气压力Pm，并且排气冲程中的燃烧室24中的压力被近似为排气压力Pex。进气压力Pm和排气压力Pex是随着压力脉动而波动的物理量。这些物理量的平均值分别是吸气冲程中的燃烧室24中的压力的平均值和排气冲程中的燃烧室24中的压力的平均值的良好近似值。因此，在吸气冲程中由燃烧室24侧的流体施加到活塞22的功是进气压力Pm和体积Vc的积，并且在排气冲程中由活塞22施加到燃烧室24侧的流体的功是排气压力Pex和体积Vc的积。因此，在吸气冲程和燃烧冲程中由燃烧室24侧的流体施加到活塞22的功是“Pm·Vc-Pex·Vc”。
泵损转矩是具有通过使泵损乘以预定常数而计算的转矩的维度的物理量。然而，应注意，这里提到的泵损被定义为在由四个冲程构成的一个循环中在吸气冲程和燃烧冲程中由燃烧室24侧的流体施加到活塞22的功。顺便提及，由于通常“Pm<Pex”，因此“Pm·Vc-Pex·Vc”是负的。然而，在下文中在“Pm<Pex”的情况下泵损和泵损转矩将被定义为正值。
泵损转矩Pump可以根据前述区域T2的面积来计算，并且因此可以根据进气压力Pm和排气压力Pex之间的压力差来计算。图4示出了在内燃机10的旋转速度NE恒定的情况下进气压力Pm与大气压力Pa同排气压力Pex之间的压力差ΔPex(＝Pex-Pa)之间的关系。然而，应注意，图4中所示的数据包括在大气压力Pa是“70千帕(kPa)”时的数据以及在大气压力Pa是“101.3千帕”时的数据。顺便提及，图4中的进气压力Pm和排气压力Pex不是具有压力脉动的实际进气压力和实际排气压力的瞬时值，而是具有压力脉动的进气压力和排气压力的平均值。如图4中所示，压力差ΔPex取决于大气压力Pa和进气压力Pm。
图5示出了在内燃机10的旋转速度NE恒定的情况下通过用校正系数ekpa除进气压力Pm而获得的值和通过用校正系数ekpa除压力差ΔPex而获得的值之间的关系。这里应注意，校正系数ekpa是在标准状态下(基准大气压力Pa0)通过用大气压力除实际大气压力Pa而获得的值。就是说，“ekpa＝Pa/Pa0”。顺便提及，在该情况下，假设基准大气压力是位于海平面以上标准高度(例如，等于或低于100米)的地点的大气压力“102.2千帕”。如图5中所示，通过用校正系数ekpa除进气压力Pm而获得的值和通过用校正系数ekpa除压力差ΔPex而获得的值之间的对应关系被视为与大气压力无关。
图4和5意味着通过用校正系数ekpa除进气压力Pm而获得的值可以与通过用校正系数ekpa除压力差ΔPex而获得的值相关联，而非使压力差ΔPex与两个参数，即大气压力Pa和进气压力Pm相关联。这里应注意，通过用校正系数ekpa除压力差ΔPex而获得的值是通过从用校正系数ekpa除排气压力Pex而获得的值中减去基准大气压力Pa0而获得的值，如根据以下计算而显见的。
ΔPex/ekpa＝(Pex-Pa)·Pa0/Pa＝(Pa0·Pex/Pa)-Pa0＝(Pex/ekpa)-Pa0
前述基准大气压力Pa0是固定值。因此，当通过用校正系数ekpa除进气压力Pm而获得的值和通过用校正系数ekpa除压力差ΔPex而获得的值之间的对应关系可被视为与大气压力无关时，通过用校正系数ekpa除进气压力Pm而获得的值和通过用校正系数ekpa除排气压力Pex而获得的值之间的对应关系也可被视为与大气压力无关。
现在，该对应关系被表述为Pex/Pa＝Pex0(Pm/ekpa)。这样，图3中所示的区域T2的面积如下。
(区域T2的面积)＝(Pex-Pm)·Vc
＝{Pex0(Pm/ekpa)·ekpa-(Pm/ekpa)·ekpa}·Vc
＝{Pex0(Pm/ekpa)-(Pm/ekpa)}·Vc·ekpa
前述等式意味着通过用校正系数ekpa除区域T2的面积而获得的值由Pm/ekpa唯一确定。
顺便提及，可以通过用预定常数除前述区域T2的面积来计算泵损转矩Pump。因此，通过用校正系数ekpa除泵损转矩Pump而获得的值由“Pm/ekpa”唯一确定。在下文中，通过用校正系数ekpa除泵损转矩Pump而获得的值将被视为被归一化的参数，使得大气压力Pa变得等于基准大气压力Pa0，通过用校正系数ekpa除进气压力Pm而获得的值将被称为归一化进气压力Pm/ekpa，并且通过用校正系数ekpa除泵损转矩而获得的值将被称为归一化泵损转矩Pump0。这样，归一化进气压力Pm/ekpa和归一化泵损转矩Pump0之间的对应关系可以被视为与大气压力无关。泵损转矩计算处理单元M20通过使用该对应关系计算泵损转矩。
图6示出了初步处理单元M20a和泵损转矩计算处理单元M20的处理。校正系数计算处理单元M21通过用基准大气压力Pa0除大气压力Pa来计算校正系数ekpa。归一化处理单元M22通过用校正系数ekpa除目标进气压力Pm*来计算归一化进气压力Pm*/ekpa。这里应注意，初步处理单元M20a获取目标进气压力Pm*的最新的值并且将所获取的值输入到归一化处理单元M22。进行该设定使得目标进气压力Pm*的计算是在泵损转矩Pump的计算之后执行的。
泵损转矩计算处理单元M20基于归一化进气压力Pm*/ekpa和旋转速度NE计算泵损转矩Pump。具体地，归一化值计算处理单元M24首先基于归一化进气压力Pm*/ekpa和旋转速度NE计算归一化泵损转矩Pump0。这可以通过将使归一化进气压力Pm*/ekpa和旋转速度NE与归一化泵损转矩Pump0相关联的映射预先存储到非易失性存储器62中并且使用该映射来实现。这里应注意，该映射是关于在归一化进气压力Pm*/ekpa和旋转速度NE分别是多个互不相同的值(离散值)时的归一化泵损转矩Pump0的值的记录数据的集合。顺便提及，该映射可以通过预先测量在将归一化进气压力Pm*/ekpa和旋转速度NE设定为各个值时的归一化泵损转矩Pump0来创建。顺便提及，这里提到的旋转速度NE是内燃机10的稳定操作状态下的值。构成计算归一化进气压力的基础的进气压力是被消除压力脉动的影响的值，并且对应于例如平均值。
非归一化值计算处理单元M25通过使归一化泵损转矩Pump0乘以校正系数ekpa来计算泵损转矩Pump。这是泵损转矩计算处理单元M20的输出。
图7示出了泵损转矩计算处理单元M20计算泵损转矩Pump时的准确性的评估结果。在图7中，基准大气压力是“101.3千帕”，并且彼此对照地示出了当大气压力Pa是“70.8千帕”并且进气压力Pm分别是“32.5千帕”和“53.7千帕”时的实际泵损转矩，以及泵损转矩计算处理单元M20计算的泵损转矩Pump。顺便提及，在图7中，当大气压力Pa是“101.3千帕”时，示出了实际测量的泵损转矩的值，并且没有提及泵损转矩计算处理单元M20计算的泵损转矩Pump。如图7中所示，当大气压力Pa是“70.8千帕”时，泵损转矩计算处理单元M20计算的泵损转矩Pump高度准确地与实际泵损转矩一致。
图8示出了当大气压力Pa是“101.3千帕”和“70千帕”时在吸气冲程和排气冲程中的缸内压力的测量值。在图8中所示的测量结果中，在将大气压力Pa是“101.3千帕”时的吸气冲程和排气冲程中的缸内压力乘以校正系数ekpa时，它们分别高度准确地与大气压力Pa是“70千帕”时的吸气冲程和排气冲程中的缸内压力一致。这意味着通过利用校正系数ekpa对吸气冲程和排气冲程中的缸内压力进行归一化而获得的值不依赖于大气压力Pa的值。该事实还指出了本公开的本实施例中的对归一化进气压力等的处理的适当性。
现将描述本公开的本实施例的操作。在归一化值计算处理单元M24中，基于根据大气压力Pa和目标进气压力Pm*计算的归一化进气压力Pm*/ekpa和旋转速度NE计算归一化泵损转矩Pump0。随后在非归一化值计算处理单元M25中，通过使归一化泵损转矩Pump0乘以校正系数ekpa来计算泵损转矩Pump。
根据以上描述的本公开的本实施例，获得了以下提及的效果。(1)在归一化值计算处理单元M24基于归一化进气压力Pm*/ekpa和旋转速度NE计算归一化泵损转矩Pump0之后，非归一化值计算处理单元M25通过使归一化泵损转矩Pump0乘以校正系数ekpa来计算泵损转矩Pump。因此，通过调节使两个参数，即归一化进气压力Pm*/ekpa和旋转速度NE，与归一化泵损转矩Pump0相关联的关系数据(映射)，可以通过简单的算术运算来计算泵损转矩Pump。相反，在没有使用归一化进气压力Pm*/ekpa时，排气压力Pex取决于进气压力Pm和大气压力Pa。因此，需要调节使三个参数，即旋转速度NE、进气压力Pm和大气压力Pa，与泵损转矩Pump相关联的关系数据。这里应注意，例如，在旋转速度NE、进气压力Pm和大气压力Pa中的每个采取10个互不相同的值时调节泵损转矩Pump的值的情况下，调节1000个值作为泵损转矩Pump的值。另一方面，由于在归一化进气压力Pm*/ekpa和旋转速度NE中的每个采取10个互不相同的值时调节归一化泵损转矩Pump0的值的情况下，仅调节100个值作为归一化泵损转矩Pump0的值即是足够的。
因此，在本公开的本实施例中，能够在抑制用于调节的工时增加的情况下根据进气压力和大气压力计算泵损转矩。(2)在校正系数ekpa中使用的基准大气压力Pa0是在位于海平面以上100m或更小的高度的地点的大气压力。因此，除了车辆在高原上的情况行驶之外，可以使归一化进气压力Pm*/ekpa和归一化泵损转矩Pump0分别近似等于目标进气压力Pm*和泵损转矩Pump。
(3)基于通过使泵损转矩Pump与所需指示转矩Trqi*相加而获得的所需燃烧转矩Trqc*来计算节流阀14的开度TA。因此，可以考虑泵损转矩Pump高度准确地计算节流阀14的开度TA。
(4)基于通过使泵损转矩Pump与所需指示转矩Trqi*相加而获得的所需燃烧转矩Trqc*来设定目标空气量KL0*。因此，可以减少在设定目标空气量KL0*时要考虑的参数数目。相反，在根据所需指示转矩Trqi*设定目标空气量KL0*的情况下，在设定目标空气量KL0*时，除了所需指示转矩Trqi*、目标空燃比A/F*和旋转速度NE之外，用于计算泵损转矩Pump的参数也被认为是必需的。
(5)使用目标进气压力Pm*作为用于计算泵损转矩Pump的进气压力。因而，可以计算与通过开度设定处理单元M36的设定节流阀14的开度TA的处理采取的进气压力对应的泵损转矩。
下面将参照附图着重于与本公开的第一实施例的不同之处描述根据本公开的第二实施例的用于内燃机的控制装置。
图9示出了根据本公开的本实施例的初步处理单元M20a和泵损转矩计算处理单元M20的处理。顺便提及，为了简便，在图9中与图6中所示处理对应的处理分别由相同的附图标记表示。
在本公开的本实施例中，除了归一化进气压力Pm*/ekpa和旋转速度NE之外，归一化值计算处理单元M24a还基于进气阀18的阀打开正时IVO来计算归一化泵损转矩Pump0。这可以通过在进气阀18的阀打开正时IVO与活塞22的上死点一致时以及在进气阀18的阀打开正时IVO是最滞后的正时时，分别将使归一化进气压力Pm*/ekpa和旋转速度NE与归一化泵损转矩Pump0相关联的映射预先存储到非易失性存储器62中来实现。
图10示出了根据本公开的本实施例的计算归一化泵损转矩Pump0的处理过程。归一化值计算处理单元M24a例如按预定的周期重复地执行这些处理。
在图10中所示的系列处理中，归一化值计算处理单元M24a首先确定阀打开正时IVO是否是与活塞22的上死点一致的阀打开正时IVOTDC或者相对于与活塞22的上死点一致的阀打开正时IVOTDC提前(S10)。顺便提及，在该处理中，阀正时被量化，使得参照阀打开正时IVO是最滞后的正时IVOAVI的时间，随着相对于最滞后正时IVOAVI的提前量的增加而增加。就是说，在最滞后正时IVOAVI是“30°ATDC”的情况下，当阀打开正时IVO是“15°ATDC”时，阀打开正时IVO被量化为“15°”。然而，应注意，最滞后正时IVOAVI被表示为绝对值，并且设为“30°”。
如果确定阀打开正时IVO是阀打开正时IVORDC或者比其提前(S10中的“是”)，则归一化值计算处理单元M24a选择在阀打开正时IVO是前述阀打开正时IVOTDC时使归一化进气压力Pm*/ekpa和旋转速度NE与归一化泵损转矩Pump0相关联的映射(S12)。随后，归一化值计算处理单元M24a基于所选择的映射计算归一化泵损转矩Pump0(S14)。因此，归一化值计算处理单元M24a根据相同的单个映射计算归一化泵损转矩Pump0，而与阀打开正时IVO是否相对于阀打开正时IVOTDC提前或者等于阀打开正时IVOTDC无关。这出于如下考虑。就是说，在进气阀18的阀打开正时IVO以特定程度相对于阀打开正时IVOTDC提前的情况下，当活塞22开始朝向下死点移位时，即便进气阀18的阀打开正时IVO进一步提前，进入空气施加到活塞22的功量也不会改变。因此，泵损转矩Pump响应于阀打开正时IVO的敏感性消失。
另一方面，如果确定阀打开正时IVO相对于前述阀打开正时IVOTDC滞后(S10中的“否”)，则归一化值计算处理单元M24a通过使用前述映射二者来计算归一化泵损转矩Pump0。就是说，归一化值计算处理单元M24a首先基于在阀打开正时IVO是前述阀打开正时IVOTDC时使归一化进气压力Pm*/ekpa和旋转速度NE与归一化泵损转矩Pump0相关联的映射来计算归一化泵损转矩Pump0TDC(S16)。此外，归一化值计算处理单元M24a基于在阀打开正时IVO是最滞后的正时IVOAVI时使归一化进气压力Pm*/ekpa和旋转速度NE与归一化泵损转矩Pump0相关联的映射来计算归一化泵损转矩Pump0AVI(S18)。随后，归一化值计算处理单元M24a基于获得归一化泵损转矩Pump0TDC和归一化泵损转矩Pump0AVI的加权平均值的处理来计算归一化泵损转矩Pump0(S20)。具体地，归一化值计算处理单元M24a使用下式。
Pump0＝
{(Pump0AVI-Pump0TDC)·(IVO-IVOAVI)/(-IVOAVI)}+Pump0TDC
这是内插算术运算，其出于如下考虑，当工作流体施加到活塞22的功被假设为正时，由于进入空气施加到活塞22的功随着阀打开正时IVO相对于上死点TDC滞后而减小，因此泵损转矩单调增加。
顺便提及，当步骤S14和步骤S20的处理完成时，归一化值计算处理单元M24a暂时结束该系列处理。下面将参照附图着重于与本公开的第一实施例的不同之处描述根据本公开的第三实施例的用于内燃机的控制装置。
图11示出了根据本公开的本实施例的初步处理单元M20a和泵损转矩计算处理单元M20的处理。顺便提及，为了简便，在图11中与图6中所示处理对应的处理分别由相同的附图标记表示。
如图11中所示，在本公开的本实施例中，归一化值计算处理单元M26基于归一化进气压力Pm*/ekpa和旋转速度NE计算归一化排气压力Pex0，其是通过用校正系数ekpa除排气压力Pex而获得的值。这出于如下考虑，如在本公开的第一实施例中参照图3和4描述的，归一化进气压力Pm*/ekpa和归一化排气压力Pex0之间的对应关系可以被视为与大气压力无关。因此，在本公开的本实施例中，将使归一化进气压力Pm*/ekpa和旋转速度NE与归一化排气压力Pex0相关联的映射预先存储到非易失性存储器62中，并且基于该映射计算归一化排气压力Pex0。
非归一化值计算处理单元M27通过使归一化排气压力Pex0乘以校正系数ekpa来计算排气压力Pex。随后在输出单元M28中，基于排气压力Pex和目标进气压力Pm*之间的压力差来计算泵损转矩Pump。
本公开的前述实施例中的各个项目中的至少一个可以进行如下修改。
并非绝对需要初步处理单元M20a获取目标进气压力Pm*。例如，在提供检测节流阀14下游的进气通道12中的压力的传感器的情况下，进气压力获取处理单元M20a可以获取传感器的检测值。然而，在该情况下，期望以短于“720°/(汽缸数目)”的间隔多次对传感器的检测值进行采样，并且获取这些采样值的移动平均值作为用于计算泵损转矩Pump的参数，但是本公开不限于此。例如，检测值可以被一次采样，使得对应于每个汽缸中的燃料喷射，并且可以调节采样时刻，使得采样值变得等同于前述平均值。顺便提及，平均值的利用不限于对传感器的检测值进行采样的情况。例如，当通过使用模型而非如前述逆空气模型M30的情况中那样计算进气压力Pm和空气量的平均值，还计算流体的瞬时流动状态时，期望获取模型输出的进气压力的多个采样值的平均值，以及预定时刻的采样值。
顺便提及，即使在提供传感器的情况下，通过获取目标进气压力Pm*无疑地实现了诸如前述(5)等的效果。并非绝对需要初步处理单元M20a使用大气压力传感器70检测到的大气压力Pa，而是可以使用在ECU 60中估计的估计值。这可以例如通过如下处理来实现，对大气压力的估计值进行运算，作为用于渐减地控制气流计检测到的进入空气量和估计的空气量之间的误差的运算量。
对于归一化进气压力和归一化处理单元M22，基准大气压力Pa0不限于前述值。例如，基准大气压力Pa0可以是“95至105千帕”。此外，例如，基准大气压力Pa0可以是“70至105千帕”。此外，将校正系数ekpa中使用的基准大气压力Pa0设定为当车辆行驶时假设的位于海平面以上高度的地点的大气压力的值不是必不可缺的。例如，校正系数可以是“Pa/1”或者“Pa/0.01”。总而言之，使用预先确定的系数a(0以外的实数)和截距b将校正系数表示为“a·(Pm/Pa)+b”，换言之，校正系数是以“Pm/Pa”为独立变量的线性函数的值，即是足够的。这是因为，简单地通过改变“Pm/ekpa”的单位或者改变原点获得了以“Pm/Pa”为独立变量的线性函数的值。就是说，即使当在例如图5中改变横坐标轴的单位或者原点，绘制点的离差程度也不会改变。因此，在本公开的前述实施例中以“Pm/Pa”为独立变量的线性函数的值和“Pm/ekpa”之间的对应关系可以被视为与大气压力无关。因此，可以实现与本公开的这些前述实施例相似的效果。相反，例如，在使用以“Pm/Pa”为独立变量的二次函数或三次函数的值的情况下，在绘制这些值和“ΔPex/ekpa”之间的关系时，不能确保维持图5中所示的分布。不可否认可能出现如图4中所示的离差。
归一化泵损转矩不限于通过用于校正系数ekpa除泵损转矩Pump获得的值“Pump/ekpa”。总而言之，使用预先确定的系数c(0以外的实数)和截距d将归一化泵损转矩表示为“c·(Pump/ekpa)+d”，换言之，归一化泵损转矩是以“Pump/ekpa”为独立变量的线性函数的值，即是足够的。尽管这是相同的，但是归一化泵损转矩可以是以“Pump/ekpa”为独立变量的线性函数的值。简单地通过改变“Pump/ekpa”的单位或原点获得该线性函数的值。因此，线性函数的值与归一化进气压力之间的对应关系可被视为与大气压力无关。因此，可以实现与本公开的这些前述实施例相似的效果。
归一化排气压力不限于通过用校正系数ekpa除排气压力Pex而获得的值“Pex/Pa”。总而言之，使用预先确定的系数e(0以外的实数)和截距f将归一化排气压力表示为“e·(Pex/Pa)+f”，换言之，归一化排气压力是以“Pex/Pa”为独立变量的线性函数的值，即是足够的。简单地通过改变“Pex/Pa”的单位或原点获得该线性函数的值。因此，线性函数的值与归一化进气压力之间的对应关系可被视为与大气压力无关。因此，可以实现与本公开的这些前述实施例相似的效果。
并非绝对需要非归一化值计算处理单元M25和M27使归一化值计算处理单元的输出值乘以校正系数ekpa。例如，在本公开的前述实施例中(图11)，当归一化值计算处理单元M26利用的映射使归一化进气压力Pm/ekpa与通过用校正系数ekpa除前述压力差ΔPex而获得的值相关联时，首先使基准大气压力Pa0与归一化值计算处理单元M26的输出值相加，并且随后使和乘以校正系数ekpa。因而，可以按照与本公开的前述第三实施例相同的方式计算排气压力Pex。此外，不同于该计算，归一化值计算处理单元M26的输出值可以与校正系数ekpa相乘，并且随后可以使大气压力Pa与该积相加。通过这种方式，也可以按照与本公开的前述第三实施例相同的方式计算排气压力Pex。
在本公开的每个前述实施例中，对于用于确定相对于上死点TDC的提前量的规定值，当阀打开正时IVO相对于上死点TDC提前时，根据与阀打开正时IVO与上死点TDC一致的情况相同的映射计算归一化泵损转矩Pump0，但是本公开不限于此。换言之，当阀打开正时IVO相对于上死点TDC的提前量等于或大于规定值时，通过使用与阀打开正时IVO相对于上死点TDC的提前量等于规定值的情况相同的映射计算归一化泵损转矩Pump0，并且规定值被设定为零，但是本公开不限于此。例如，规定值可以大于零。这出于如下考虑，作为响应于进入空气的延迟的结果，在进气阀18的阀打开正时IVO相对于上死点TDC提前的情况下的泵损转矩可以不同于在阀打开正时IVO与上死点TDC一致的情况下的泵损转矩。这里应注意，规定值可以被设定为使得即使在进气阀18阀打开正时IVO进一步提前的情况下泵损也不会改变的提前量。
对于关系数据，在本公开的前述第二实施例中，提供了在进气阀18的阀打开正时IVO与上死点TDC一致的情况下的映射和在进气阀18的阀打开正时IVO是最滞后的正时IVOAVI的情况下的映射，但是本公开不限于此。例如，可以针对阀打开正时采取三个或更多个互不相同的正时的情况分别提供映射。
在使归一化进气压力Pm/ekpa与归一化泵损转矩Pump0相关联的映射以及使归一化进气压力Pm/ekpa与归一化排气压力Pex0相关联的映射中，对于互不相同的旋转速度NE中的每个，使归一化进气压力Pm/ekpa与归一化泵损转矩Pump0或归一化排气压力Pex0相关联不是必不可缺的。例如，在内燃机10的实际操作范围中的旋转速度NE受限的情况下，即便是单个旋转速度NE的数据也能有效地用于高度准确地计算泵损转矩。顺便提及，考虑限制旋转速度NE的预期目的是包括如下动作，通过固定在例如串联混合动力车辆等中内燃机10正在操作时的旋转速度来使转矩可变。
除了归一化进气压力、旋转速度NE和阀打开正时IVO之外，该数据还可以使点火正时与归一化泵损转矩和归一化排气压力相关联。因而，可以考虑由可归于点火正时的排气压力的改变导致的泵损转矩的改变，来计算归一化泵损转矩和归一化排气压力。
映射不是必不可缺的。例如，可以使用关系表达式。就是说，例如，在本公开的前述第三实施例中，对于每个旋转速度NE，可以调节“(Pex/ekpa)＝α·(Pm/ekpa)+β”中的系数α和截距β。然而，在该情况下，并非绝对需要关系表达式是线性表达式。即使在使用该关系表达式的情况下，通过使用归一化进气压力Pm*/ekpa仍可以减少用于调节的工时。就是说，例如，当不使用本公开的第一实施例的归一化进气压力Pm*/ekpa时，调节使进气压力Pm、大气压力Pa和旋转速度NE与泵损转矩Pump相关联的关系表达式。由于存在大量的变量，因此用于调节的工时增加。
在本公开的第一实施例(图6)和本公开的第二实施例(图9)中，泵损转矩计算处理单元M23被配置成输出非归一化值计算处理单元M25的输出值，但是本公开不限于此。例如，当归一化值计算处理单元M24和M24a利用没有使归一化泵损转矩Pump0与点火正时相关联的映射时，可以输出通过基于点火正时校正非归一化值计算处理单元M25的输出值而获得的值。因而，即使在利用没有使归一化泵损转矩Pump0与点火正时相关联的映射时，仍可以输出考虑由可归于点火正时的排气压力的改变导致的泵损转矩的改变的泵损转矩Pump和排气压力Pex。
可变阀特性机构不限于可变阀正时机构42。例如，可以采用使阀的工作角度可变的可变阀工作角度机构。在该情况下，使用使进气阀18的阀打开正时与归一化泵损转矩Pump0相关联的关系数据仍是有效的。
操作量设定处理单元M16、M18和M30可以配备有针对每个点火正时确定所需燃烧转矩Trqc*、空燃比A/F和旋转速度NE如何与目标空气量设定处理单元M18中的进气压力相关的映射，而非配备有增加转矩计算处理单元M16。
可以不提供上限保护处理单元M32。在该情况下，进气压力计算处理单元M31计算的目标进气压力Pm0*可以被输入到初步处理单元M20a，并且可以基于进气压力计算处理单元M31计算的目标进气压力Pm0*计算流速系数Kv。
当节流阀14的上游区域和节流阀14的下游区域之间的压力差是基准压力差时，并非绝对需要开度设定处理单元M36使用使进入空气量与节流阀14的开度相关联的数据。例如，可以针对前述压力差的每个互不相同的值提供使进入空气量与节流阀14的开度相关联的数据，并且可以使用这些数据设定开度TA。在该情况下，可以利用空气流率计算处理单元M34中的流速系数Kv来进行校正。
逆空气模型M30的使用也不是必不可缺的。例如，可以设置进气压力传感器，可以将目标空气量设定处理单元M18设定的目标空气量KL0*转换成通过节流阀14的目标空气量，并且可以基于大气压力Pa和进气压力传感器检测到的进气压力Pm之间的压力差来设定用于实现该目标空气量的节流阀14的开度TA。这可以通过准备使目标空气量和压力差与开度相关联的映射来实现。
对于内燃机，并非绝对需要燃料喷射阀来将燃料喷射到进气通道12中。例如，燃料喷射阀可以将燃料直接喷射到燃烧室24中。
火花点火内燃机并非是必不可缺的。例如，可以采用诸如柴油机等的压缩点火内燃机。同样地，在该情况下，例如，当使用所需的燃烧转矩Trqc*执行转矩需求控制时，以本公开的前述实施例的方式来计算泵损转矩Pump是有效的。

Claims (11)

1.一种用于内燃机的控制装置，所述内燃机包括进气通道、排气通道和致动器，所述控制装置的特征在于包括：
电子控制单元，其被配置成：
向所述致动器输出命令信号并且控制所述内燃机的受控变量；
获取所述进气通道中的进气压力；
获取大气压力；
计算归一化进气压力，所述归一化进气压力是通过利用所述大气压力对所述进气压力进行归一化而获得的压力；
基于所述归一化进气压力计算所述内燃机的泵损转矩；
计算第一值或者以所述第一值为独立变量的线性函数的值作为所述归一化进气压力，所述第一值是通过用所述大气压力除所述进气压力而获得的；
存储关系数据，所述关系数据是使利用所述大气压力进行归一化的输出值与所述归一化进气压力相关联的数据；
基于所述归一化进气压力和所述关系数据计算所述输出值，
所述输出值是通过用所述大气压力除所述泵损转矩而获得的第二值、作为以所述第二值为独立变量的线性函数的值的归一化泵损转矩、通过用所述大气压力除作为所述排气通道中的压力的排气压力而获得的第三值、以及作为以所述第三值为独立变量的线性函数的值的归一化排气压力中的一个；以及
计算基于所述归一化泵损转矩和所述大气压力的所述泵损转矩、以及基于所述归一化排气压力和所述大气压力的所述排气压力中的一个，所述排气压力用来基于相对于所述进气压力的压力差来计算所述泵损转矩。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其中
利用所述大气压力进行归一化的所述输出值是所述归一化泵损转矩，
所述电子控制单元被配置成基于所述归一化进气压力计算所述归一化泵损转矩，以及
所述电子控制单元被配置成基于所述归一化泵损转矩和所述大气压力计算所述泵损转矩。
3.根据权利要求2所述的控制装置，其中
所述内燃机进一步配备有可变阀特性机构，所述可变阀特性机构被配置成改变所述内燃机的进气阀的阀特性，
除了所述归一化进气压力之外，所述关系数据还使所述进气阀的阀打开正时与所述归一化泵损转矩相关，所述关系数据使所述归一化泵损转矩关联，使得当所述阀打开正时在滞后侧时的所述归一化泵损转矩大于当所述阀打开正时在提前侧时的所述归一化泵损转矩，以及
所述电子控制单元被配置成，除了所述归一化进气压力之外，还基于所述阀打开正时和所述关系数据来计算所述归一化泵损转矩。
4.根据权利要求3所述的控制装置，其中
所述电子控制单元被配置成，当所述阀打开正时相对于活塞的上死点的提前量等于或大于规定值时，计算与所述提前量等于所述规定值的情况相同的所述归一化泵损转矩的值，以及
所述规定值是等于或大于零的值。
5.根据权利要求4所述的控制装置，其中
所述关系数据包括第一数据和第二数据，所述第一数据是当所述阀打开正时相对于所述活塞的上死点的所述提前量等于所述规定值时的数据，以及所述第二数据是当所述阀打开正时最滞后时的数据，以及
所述电子控制单元被配置成，当所述阀打开正时相对于所述活塞的上死点的所述提前量小于所述规定值时，通过对在所述第一数据和所述第二数据中的每个数据中利用所述大气压力进行了归一化的所述输出值进行内插算术运算，来计算利用所述大气压力进行归一化的所述输出值。
6.根据权利要求1所述的控制装置，其中
利用所述大气压力进行了归一化的所述输出值是所述归一化排气压力，
所述电子控制单元被配置成基于所述归一化进气压力计算所述归一化排气压力，
所述电子控制单元被配置成基于所述归一化排气压力和所述大气压力计算所述排气压力，以及
所述电子控制单元被配置成基于所述排气压力和所述进气压力之间的所述压力差来计算所述泵损转矩。
7.根据权利要求1、2和6中任一项所述的控制装置，其中
除了所述归一化进气压力之外，所述关系数据还使所述内燃机的旋转速度与所述输出值相关，以及
所述电子控制单元被配置成，除了所述归一化进气压力之外，还基于所述旋转速度和所述关系数据来计算所述输出值。
8.根据权利要求3至5中任一项所述的控制装置，其中
除了所述归一化进气压力和所述阀打开正时之外，所述关系数据还使所述内燃机的旋转速度与所述输出值相关，以及
所述电子控制单元被配置成基于所述归一化进气压力、所述阀打开正时、所述旋转速度和所述关系数据来计算所述输出值。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的控制装置，其中
所述电子控制单元被配置成计算所述内燃机的所需轴向转矩，
所述电子控制单元被配置成基于使所述内燃机的摩擦转矩与所述所需轴向转矩相加的处理来计算所述内燃机的所需指示转矩，以及
所述电子控制单元被配置成基于通过使所述泵损转矩与所述所需指示转矩相加而获得的值来设定所述内燃机的致动器的操作量。
10.根据权利要求9所述的控制装置，其中
所述内燃机包括节流阀，
所述电子控制单元被配置成存储空气量转换数据和进气压力转换数据，所述空气量转换数据使通过将所述泵损转矩与所述所需指示转矩相加而获得的值与目标空气量相关联，并且所述进气压力转换数据使所述目标空气量与所述进气压力相关联，以及
所述电子控制单元被配置成使用所述空气量转换数据计算所述目标空气量并且随后使用所计算的目标空气量和所述进气压力转换数据来执行计算目标进气压力的处理，所述目标空气量是设定所述节流阀的开度的算术参数，获取所述进气压力的处理是获取所述目标进气压力的处理。
11.一种用于内燃机的控制方法，所述内燃机包括进气通道、排气通道和致动器，所述控制方法的特征在于包括：
获取所述进气通道的进气压力；
获取大气压力；
计算归一化进气压力，所述归一化进气压力是通过利用所述大气压力对所述进气压力进行归一化而获得的压力；
基于所述归一化进气压力计算所述内燃机的泵损转矩；
计算第一值或者以所述第一值为独立变量的线性函数的值作为所述归一化进气压力，所述第一值是通过用所述大气压力除所述进气压力而获得的；
存储关系数据，所述关系数据是使利用所述大气压力进行归一化的输出值与所述归一化进气压力相关联的数据；
基于所述归一化进气压力和所述关系数据计算所述输出值，所述输出值是通过用所述大气压力除所述泵损转矩而获得的第二值、作为以所述第二值为独立变量的线性函数的值的归一化泵损转矩、通过用所述大气压力除作为所述排气通道中的压力的排气压力而获得的第三值、以及作为以所述第三值为独立变量的线性函数的值的归一化排气压力中的一个；以及
计算基于所述归一化泵损转矩和所述大气压力的所述泵损转矩、以及基于所述归一化排气压力和所述大气压力的所述排气压力中的一个，所述排气压力用来基于相对于所述进气压力的压力差计算所述泵损转矩。
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